МУ-Э-82 (1003821), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Дляэтого (рис. 8) закорачивающий гнезда 1 – 1 провод исключить изсхемы, провод от источника питания переключить со входа 2 первойкатушки на вход 2 второй катушки, а провод от датчика токаподключить к входу 1 второй катушки.9. Проведите подготовительные операции с датчиком Холла, источникомпитания и программой Measure согласно п. 5.10.Проведите измерение распределения осевой компоненты магнитногополя B2z второй катушки вдоль оси системы катушек Гельмгольца,нажав на экране кнопку «Start measurement - Начать измерение» иодновременно начав плавное перемещение рейтера с датчиком Холлавдоль масштабной линейки. Программа Measure примет по умолчаниюисходное положение датчика Холла за нуль координаты z оси системыкатушек.Перемещениедатчикаизисходнойточкиследуетосуществлять справа налево по направлению к первой катушке.
Припересечении датчиком положения внешней плоскости первой катушкиизмерения следует остановить, нажав на экране кнопку «Stop18measurement – Остановить измерение» и прекратив перемещения.Программа Measure перейдет к построению графика B2z (z) наотдельном экране. Установить нулевое значение тока через катушку.Выключить источник питания.11.Зарисуйте (сфотографируйте) график B2z (z) для последующегопереноса его в отчет по лабораторной работе.Задание 2. Измерение зависимости осевой компоненты магнитногополя Bz от координаты z на оси системы катушек Гельмгольца1.
Собратьэлектрическуюцепьпитаниясистемыкатушек,представленную на схеме рис. 8, используя прилагаемые монтажныепровода.2. Установите датчик Холла в точке, отвечающей положению внешнейплоскости второй катушки, на оси системы катушек. Проведитеподготовительные операции к измерению магнитного поля по п. 5задания 1 с учетом питания двух последовательно включенныхкатушек током в 3,5 А.3. Проведите измерение распределения осевой компоненты магнитногополя Bz вдоль оси системы катушек Гельмгольца, нажав на экранекнопку «Start measurement - Начать измерение» и одновременно начавплавное перемещение рейтера с датчиком Холла вдоль масштабнойлинейки.
Программа Measure примет по умолчанию исходноеположение датчика Холла за нуль координаты z оси системы катушек.Перемещение датчика из исходной точки следует осуществлять справаналево по направлению к первой катушке. Пройдя всю системукатушек, следует остановиться в точке, отвечающей положениювнешней плоскости первой катушки, и прекратить измерения, подавкоманду «Stop measurement – Остановить измерение». ПрограммаMeasure перейдет к построению графика Bz (z) на отдельном экране.Установить нулевое значение тока через катушки.194.
Зарисуйте (сфотографируйте) график Bz (z) для последующего переносаего в отчет по лабораторной работе.Задание 3. Измерение зависимости осевой компоненты магнитногополя Bz от координаты z на оси системы катушек Гельмгольца при разныхрасстояниях между ними1. Провести аналогичные измерения Bz (z) по пп. 2 – 3 задания 2 длядругих расстояний а между катушками: а = R/2 = 100 мм и а = 1,2R =240 мм. Для этого следует убрать распорки между катушками иустановить катушки на соответствующее расстояние а, выдерживаясоосность катушек и параллельность их оси и направления масштабнойлинейки.
В ходе установки катушек рекомендуется перемещать вторуюкатушку, оставляя первую катушку неподвижной.2. Зарисуйте (сфотографируйте) последовательно график Bz (z) при а = R/2= 100 мм и график Bz (z) при а = 1,2R = 240 мм для последующегопереноса их в отчет по лабораторной работе.Обработка результатов эксперимента1. Для одной катушки (катушка № 1) построить в одних координатныхосях график измеренной экспериментальной зависимости B1z итеоретическую зависимость B(z), рассчитанную по формуле (8).Причем, так как в эксперименте использовалась катушка с числомвитков N, в формулу (8) вместо тока I надо подставить произведение NI (ампер-витки).2. Для системы катушек Гельмгольца построить в одних координатныхосях графики зависимостей B1z и B2z, полученные экспериментально.Сложить графически эти две зависимости, получив результирующуюзависимость B(z). Сравнить зависимость B(z) с графиком, полученнымв задании 2.3.
По формуле (13) рассчитать величину индукции магнитного поля всредней точке системы катушек Гельмгольца. Сравнить полученныйрезультат с величиной магнитной индукции, которую следует20определить по графику B(z) для соответствующей координаты z.Определить отклонение экспериментальных данных от расчетных.4. Сравнить экспериментальные графики B(z) системы катушек дляразных расстояний а. Сделать заключение об области однородностимагнитного поля катушек Гельмгольца.Контрольные вопросы1. Что называется индукцией магнитного поля и в каких единицах онаизмеряется?2. Как создать однородное магнитное поле?3.
Чему равна индукция магнитного поля внутри длинного соленоида?4. Пользуясь законом Био – Савара – Лапласа получите формулу дляиндукции магнитного поля на оси кругового витка с током.5. Что называется кольцами Гельмгольца?6. Чему равна индукция магнитного поля на оси колец Гельмгольца?7. Как устроена система катушек Гельмгольца?8. Чему равна индукция магнитного поля в центре катушек Гельмгольца?9.
Почему индукция магнитного поля на оси двух одинаковых соосныхкатушек с током имеет минимум, если расстояние между катушкамибольше их радиуса?10.Какая сила действует на движущийся заряд в однородном магнитномполе?11.В чем заключается эффект Холла?12.Как эффект Холла используется для измерения индукции магнитногополя?Литература1. Мартинсон Л.К., Морозов А.Н., Смирнов Е.В. Электромагнитное поле:Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.
Баумана, 2013.212. Савельев И.В. Курс общей физики: Учебное пособие для втузов. В 5кн. Кн. 2: Электричество и магнетизм. – М.: Изд-во Астрель – АСТ,2001.3. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. – М.: Оникс 21 век, 2005..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
